Bij welke graden smelt metaal? Smeltpunt van roestvrij staal en gietijzer

De smeltpunten van bijna alle momenteel veelgebruikte metalen worden gegeven in de tabel. 1. Er worden daar ook enkele zeldzame metalen genoemd, waarvan de productie en het gebruik voortdurend groeien. Zoals u kunt zien, bestrijkt het smeltpunt van metalen een zeer groot bereik, van -39 (kwik) tot 3400 °C (wolfraam).
Metalen met een smeltpunt lager dan 500-600 °C worden smeltbaar genoemd. Laagsmeltende metalen omvatten zink en alle andere metalen die in de tabel worden vermeld. 1 erboven. Het is ook gebruikelijk om de zogenaamde vuurvaste metalen te onderscheiden, en daaronder de metalen te classificeren die een hoger smeltpunt hebben dan ijzer (1539 °C), d.w.z. volgens tabel. 1 is titanium en vervolgens tot wolfraam.

Uit de gegevens in tabel. 1 laat zien dat de dichtheden van metalen bij kamertemperatuur ook een zeer breed bereik hebben. Het lichtste metaal is lithium, dat ongeveer 2 keer lichter is dan water. In de technologie is het gebruikelijk om een ​​groep lichte metalen te onderscheiden die als basis dienen voor de constructie metalen materialen in de luchtvaart en raketwetenschap. Onder lichte metalen vallen metalen waarvan de dichtheid niet groter is dan 5 g/cm3. Deze groep omvat titanium, aluminium, magnesium, beryllium en lithium.
Samen met de dichtheid, aangegeven met de letter d, wordt de inverse waarde gebruikt om de eigenschappen van metalen te beschrijven: specifiek volume v = 1d (cm3 g).
Bij toenemende temperatuur neemt de dichtheid van alle metalen in de vaste toestand af en neemt het specifieke volume dienovereenkomstig toe. De toename van het specifieke volume van een vast metaal dat geen polymorfe transformaties ondergaat bij verhitting tot Δt kan vrij nauwkeurig worden beschreven lineaire afhankelijkheid vtvt=vtv20°C (1+βtv Δt), waarbij βtv de temperatuurcoëfficiënt van volumetrische uitzetting is. Zoals uit de natuurkunde bekend is, is βt = 3α, waarbij α de temperatuurcoëfficiënt is van lineaire uitzetting in een bepaald temperatuurbereik. Voor de meeste metalen veroorzaakt verwarming van kamertemperatuur tot het smeltpunt een toename van het volume met 4-5%, dus dmtmel = 0,95/0,96 dm20°C.
De overgang van een metaal naar een vloeibare toestand gaat in de meeste gevallen gepaard met een toename van het volume en een overeenkomstige afname van de dichtheid. In tafel 1 wordt dit uitgedrukt door de verandering in specifieke volumes Δv = 100 (vl - vsol)/vl, waarbij vl en vsol de specifieke volumes van vloeibaar en vast metaal bij de smelttemperatuur zijn. Er kan worden aangetoond dat Δv = 100 (vl - vtv)/vl = Δd = 100 (dtv - dl)/dtv. De afname van de dichtheid tijdens het smelten wordt uitgedrukt in enkele procenten. Er zijn verschillende metalen en niet-metalen die bij het smelten een omgekeerde verandering in dichtheid en specifiek volume vertonen. Gallium, bismut, antimoon, germanium en silicium nemen tijdens het smelten in volume af en daarom heeft hun Δv een negatieve waarde. Ter vergelijking kan worden opgemerkt dat voor Veda Δv = -11%.
Een kleine verandering in het volume van metalen tijdens het smelten geeft aan dat de afstanden tussen atomen in een vloeibaar metaal weinig verschillen van de interatomaire afstanden in een kristalrooster. Het aantal naaste buren van elk atoom (het zogenaamde coördinatiegetal) in een vloeistof is doorgaans iets minder dan in een kristalrooster. Voor metalen met dicht opeengepakte structuren neemt het coördinatiegetal tijdens het smelten af ​​van 12 naar 10-11; voor metalen met o. C. door de structuur verandert dit getal van 8 naar 6. In een vloeibaar metaal nabij het smeltpunt wordt de korteafstandsorde gehandhaafd, waarbij de rangschikking van aangrenzende atomen op een afstand van ongeveer drie atoomdiameters vergelijkbaar blijft met wat het was in het kristalrooster, waarvan bekend is dat dit ook op lange afstand gebeurt. Bij het smelten ondergaan metalen geen fundamentele verandering in een aantal eigenschappen: thermische geleidbaarheid, warmtecapaciteit; de elektrische geleidbaarheid blijft van dezelfde orde als die van het vaste metaal nabij het smeltpunt.
Een stijging van de temperatuur van een vloeibaar metaal veroorzaakt niet alleen een geleidelijke verandering in al zijn eigenschappen, maar leidt ook tot geleidelijke structurele herschikkingen, die tot uiting komen in een afname van het coördinatiegetal en het geleidelijk verdwijnen van de korteafstandsorde in de rangschikking. van atomen. De toename van het specifieke volume vloeibaar metaal veroorzaakt door een temperatuurstijging kan bij benadering worden beschreven door de lineaire afhankelijkheid vlt = vltpl (1 + βl Δt). De temperatuurcoëfficiënt van volumetrische uitzetting van vloeibaar metaal is aanzienlijk groter dan die van vast metaal. Typisch is βl = 1,5/3βsol.
Legeringen, zowel in vaste als vloeibare toestand, zijn over het algemeen geen perfecte oplossingen, en de fusie van twee of meer metalen gaat altijd gepaard met een verandering in volume. In de regel is er sprake van een afname van het volume van de legering vergeleken met het totale volume van pure componenten, rekening houdend met hun inhoud in de legering. Voor technische berekeningen kan de volumereductie tijdens fusie echter worden verwaarloosd. In dit geval kan het specifieke volume van de legering worden bepaald door de somregel, dat wil zeggen door de waarden van de specifieke volumes van zuivere componenten, rekening houdend met hun inhoud in de legering. Het specifieke volume van de legering, dat bestaat uit de componenten A, B, C, ..., X, uitgedrukt als gewichtspercentage in de hoeveelheid a, b, c, ..., x is dus gelijk aan

waarbij vA, vB, vC, vX de specifieke volumes van zuivere componenten zijn bij de temperatuur waarvoor het specifieke volume van de legering wordt berekend.
De verandering in het volume van vloeibaar metaal vóór en tijdens kristallisatie bepaalt vooraf de belangrijkste gieteigenschap: volumetrische krimp, die zich manifesteert, zoals later zal worden aangetoond, in de vorm van krimpholten en porositeit (losheid) in het lichaam van het gietstuk.
De maximaal mogelijke waarde van de relatieve volumetrische krimp van het gietstuk is gelijk aan Δvmax = 100 (vлт - vтвtп)/vлt, waarbij vлt het specifieke volume vloeibaar metaal is bij de giettemperatuur t; ttvtmel - specifiek volume vast metaal bij de smelttemperatuur.
De experimenteel gedetecteerde volumetrische krimp bij gietstukken is doorgaans kleiner dan de waarde Δvmax. Dit wordt verklaard door het feit dat bij het vullen van de gietvorm de smelt afkoelt en de kristallisatie zelfs kan beginnen, daarom wordt de begintoestand van de smelt in de gietvorm niet gekenmerkt door het specifieke volume vtl. Het afkoelen van het gestolde gietstuk tot kamertemperatuur heeft geen invloed op de relatieve volumetrische krimp.
Bij gietstukken gemaakt van metalen en legeringen met negatieve Δv-waarden (zie Tabel 1) wordt geen krimp waargenomen, maar zogenaamde groei - het uitpersen van de smelt op het oppervlak van de gietstukken.

De smeltmethode van het metaal en het bekledingsmateriaal is afhankelijk van de smelttemperatuur van het metaal. Smeltoven of smeltkroes en lineaire vorm. Het smeltpunt en de dichtheid van alle basismetalen worden gegeven in Tabel 1.1.

De dichtheid van metalen wordt gemeten in massa per volume-eenheid. De dichtheidswaarde wordt gebruikt bij het berekenen van de massa van de smelt of gietstukken geometrische afmetingen of hun volumes, als de massa bekend is.

Van de in Tabel 1 genoemde metalen is lithium het lichtste en wolfraam en goud de zwaarste, met een dichtheid van meer dan 19 g/cm3. Het smeltpunt van metalen ligt tussen -39 o C voor kwik en 3400 o C voor wolfraam.

Metalen met een smeltpunt lager dan 500 - 600 o C worden smeltbaar genoemd. In tafel 1.1 Laagsmeltende metalen omvatten zink en alle andere metalen die zich daarvoor bevinden. Het is ook gebruikelijk om vuurvaste metalen te onderscheiden, inclusief die met een hoger smeltpunt dan ijzer, dat wil zeggen, volgens Tabel 1 zijn dit titanium en vervolgens tot wolfraam.

Van de tafel 1.1 is te zien dat de dichtheid van metalen bij kamertemperatuur ook een zeer breed bereik aan waarden heeft.

Smeltpunt en dichtheid van metalen

In de technologie is het gebruikelijk om een ​​groep lichte metalen te onderscheiden die als basis dienen voor structurele metaalmaterialen. Lichte metalen omvatten metalen waarvan de dichtheid niet groter is dan 5 g/cm3, dat wil zeggen dat deze groep titanium, aluminium, magnesium, beryllium en lithium omvat.

Het smeltpunt van de legering wordt berekend rekening houdend met de concentratie, atoom massa en het verlagen van de smelttemperatuur van het basismetaal:

Bijvoorbeeld smeltpunt puur ijzer neemt af bij aanwezigheid van 1 massa%: Cu- 1 oC; V, Mo, M n - 2 o C; Al- 3,5ºC; Si- 12 oC; Ti- 18 oC; P- 28ºC; S- 30ºC; C- 73ºC; B- 90 o C.

Bij een temperatuurstijging van kamertemperatuur naar het smeltpunt neemt de dichtheid van de meeste metalen met 3-5% af vanwege het feit dat de overgang van het metaal naar de vloeibare toestand gepaard gaat met een toename van het volume. De uitzonderingen zijn helium, bismut, antimoon, germanium en silicium, die bij het smelten in volume afnemen met een overeenkomstige toename van de dichtheid van de smelt.

De verandering in de dichtheid van de legering tijdens de overgang van de vloeibare naar de vaste toestand bepaalt de volumetrische krimp. In gietstukken gemaakt van legeringen met een positieve waarde D Met krimp manifesteert zich in de vorm van krimpholtes en kleine poriën, en met negatieve waarde D Met- in de vorm van gezwellen (smelt geëxtrudeerd op het oppervlak van het gietstuk).

Samen met de dichtheid ( Met), om de eigenschappen van metalen te beschrijven, wordt de omgekeerde hoeveelheid gebruikt: specifiek volume V = 1/s cm 3 /G. Bij toenemende temperatuur neemt de dichtheid van alle metalen in de vaste toestand af en neemt het specifieke volume dienovereenkomstig toe. Een toename van het specifieke volume van een vast metaal dat bij verhitting geen polymorfe transformaties ondergaat Dt kan vrij nauwkeurig worden beschreven door een lineaire afhankelijkheid. , waar is de temperatuurcoëfficiënt van volumetrische uitzetting. Zoals uit de natuurkunde bekend is, is de temperatuurcoëfficiënt van lineaire uitzetting in een bepaald temperatuurbereik.

De overgang van het metaal naar de vloeibare toestand gaat voornamelijk gepaard met een toename van het volume en een overeenkomstige afname van de dichtheid. In tafel 1 Dit komt tot uiting in de verandering in specifieke volumes, specifieke volumes vloeibaar en vast metaal bij de smelttemperatuur. Dat kan worden aangetoond

Een kleine verandering in het volume van metalen tijdens het smelten geeft aan dat de afstand tussen atomen in een vloeibaar metaal weinig verschilt van de interatomaire afstanden in een kristalrooster.

Een stijging van de temperatuur van een vloeibaar metaal veroorzaakt een geleidelijke verandering in de eigenschappen ervan en leidt tot geleidelijke structurele herschikkingen, die tot uiting komen in een afname van het coördinatiegetal en het geleidelijk verdwijnen van de korteafstandsorde in de rangschikking van atomen. De toename van het specifieke volume van de smelt veroorzaakt door een temperatuurstijging kan bij benadering worden beschreven door een lineaire afhankelijkheid. De temperatuurcoëfficiënt van volumetrische uitzetting van vloeibaar metaal is aanzienlijk groter dan dezelfde coëfficiënt van vast metaal. Gebruikelijk.

Legeringen, zowel in vaste als vloeibare toestand, zijn over het algemeen geen perfecte oplossingen, en de fusie van twee of meer metalen gaat altijd gepaard met een verandering in volume. In de regel is er sprake van een afname van het volume van de legering in vergelijking met het totale volume aan zuivere componenten, rekening houdend met hun gehalte in de legering. Voor technische berekeningen kan de volumereductie tijdens fusie echter worden verwaarloosd. In dit geval kan het specifieke volume van de legering worden bepaald door de somregel, dat wil zeggen door de waarden van de specifieke volumes van zuivere componenten, rekening houdend met hun inhoud in de legering. Het specifieke volume van de legering, dat bestaat uit componenten die in gewichtspercentages in hoeveelheid voorkomen, is dus overeenkomstig gelijk aan

Hier zijn de specifieke volumes van pure componenten bij dezelfde temperatuur waarvoor het specifieke volume van de legering wordt berekend. Het is belangrijk om in gedachten te houden dat de gespecificeerde optellingsregel, zoals hierboven beschreven, specifiek geldig is voor het specifieke volume van de legering. Als je specifieke volumes vervangt door dichtheden, krijg je een veel complexere uitdrukking, dus is het logischer om specifieke volumes te gebruiken.

IN wetenschappelijk onderzoek een vaak gebruikte hoeveelheid wordt het atoomvolume of gramatoomvolume van een metaal of legering genoemd. Deze waarde wordt gevonden door de atoommassa te delen door de dichtheid. Voor metalen heeft het atomaire volume grenzen van 5 - 20 cm 3, vaker 8 - 12 cm 3.

De dichtheid hangt af van de aard van de stof (legering), van het complex van individuele eigenschappen van de elementen die deel uitmaken van de samenstelling ervan, en het type van hun interactie. Dezelfde stof (metaal) kan verschillende dichtheden hebben, afhankelijk van de kristalstructuur, het type kristalrooster. Bijvoorbeeld, Fe B= 768 en Fe G = 7,76; MET alm = 3,51, MET grafiek = 2,23; B kwarts = 2,65, V kwarts= 2,51, enz.

Het is belangrijk om het verschil te overwegen tussen de concepten ‘dichtheid’ en ‘ soortelijk gewicht» materiaal.

Dichtheid is de verhouding tussen de massa van een stof en het ingenomen volume:

Waar M- massa, g (kg); V- volume, cm 3 (m 3); Met- dichtheid, g/cm 3 (kg/m 3).

Het soortelijk gewicht wordt gedefinieerd als de verhouding tussen het gewicht van een stof en het ingenomen volume:

Waar P- gewicht, g (kg); G- soortelijk gewicht, cm 3 (m 3).

Gewicht wordt gevonden in relatie tot:

Waar G- versnelling vrije val; k- evenredigheidscoëfficiënt, afhankelijk van de keuze van de meeteenheden die zijn opgenomen in de hoeveelheidsformule.

En daarom

In hetzelfde systeem van eenheden zijn dichtheid en soortelijk gewicht numeriek niet hetzelfde. Bijvoorbeeld voor gedestilleerd water in diverse systemen eenheden c en g hebben verschillende betekenissen(Tabel 1.2).

De overeenkomst tussen de numerieke waarden van dichtheid en soortelijk gewicht ontleend aan verschillende systemen Meeteenheden zijn soms de reden om de ene grootheid door de andere te vervangen.

Lichaamsgewicht- een constante waarde en een maatstaf voor de zwaartekracht- en traagheidseigenschappen van materie, en gewicht- variabele hoeveelheid afhankelijk van de versnelling van de vrije val op het observatiepunt. Daarom kan het soortelijk gewicht geen referentiewaarde zijn.

De verhouding van de massa's van twee lichamen op hetzelfde observatiepunt is: houding gewichten van deze lichamen:

Daarom wordt bij het wegen de massa van het lichaam gevonden door deze te vergelijken met de massa van de gewichten. Door het wegen wordt de massa van het materiaal bepaald.

In de praktijk wordt de dichtheid bepaald om veranderingen in het uiteindelijke metaal te detecteren in vergelijking met het oorspronkelijke onbehandelde metaal. Het gaat dus niet om het feit dat de dichtheid wordt vastgesteld, maar om het feit van het verschil in dichtheden, of, wat nog belangrijker is, de verhouding tussen de dichtheden:

Methoden voor het bepalen van de dichtheid worden geclassificeerd volgens groepscriteria: gewicht, volume, onderdompeling.

NAAR gewicht methoden omvatten hydrostatisch wegen, micrometrische methode, hydrometrische methode van constant volume en massa, enz. Dit zijn de meest gebruikelijke en nauwkeurige methoden.

Volumetrisch - het bepalen van het volume van een monster door lineaire metingen (monster met een normale vorm) met behulp van gas- of vloeistofvolumemeters. Volumetrische methoden (gebaseerd op geometrische afmetingen) maken het mogelijk nauwkeurige berekeningen te maken wanneer grote volumes monsters.

Het balanceren van de dichtheid in een vloeistof wordt de immersiemethode genoemd. Het omvat ook de thermogradiëntbuismethode, enz.

Naast de genoemde worden ook mechanische, stralings-, refractometrische, analytische en andere methoden voor het bepalen van de dichtheid door indirecte indicatoren gebruikt.

Om ervoor te zorgen dat het gesmolten metaal de mal goed vult, oppervlaktespanning en de viscositeit ervan mag de voorwaartse beweging van de smelt niet belemmeren totdat deze volledig gevuld is. Viscositeit, oppervlaktespanning en diffusie beïnvloeden de processen van raffinage, legering en modificatie van legeringen.

Het smeltpunt van een metaal is de minimumtemperatuur waarbij het van vast naar vloeibaar verandert. Bij het smelten verandert het volume praktisch niet. Metalen worden geclassificeerd op basis van smeltpunt, afhankelijk van de mate van verwarming.

Laagsmeltende metalen

Laagsmeltende metalen hebben een smeltpunt lager dan 600°C. Dit zijn zink, tin, bismut. Dergelijke metalen kunnen worden gesmolten door ze op het fornuis te verwarmen of met een soldeerbout. Laagsmeltende metalen worden gebruikt in de elektronica en technologie om metalen elementen en draden met elkaar te verbinden voor beweging elektrische stroom. De temperatuur is 232 graden en het zink is 419 graden.

Middelmatig smeltende metalen

Middelmatig smeltende metalen beginnen te transformeren van vast naar vloeibaar bij temperaturen van 600°C tot 1600°C. Ze worden gebruikt voor de vervaardiging van platen, fittingen, blokken en andere metalen structuren, geschikt voor constructie. Deze groep metalen omvat ijzer, koper, aluminium en ze maken ook deel uit van veel legeringen. Aan legeringen wordt koper toegevoegd edele metalen zoals goud, zilver, platina. 750 goud bestaat voor 25% uit gelegeerde metalen, waaronder koper, waardoor het een roodachtige tint krijgt. Het smeltpunt van dit materiaal is 1084 °C. En aluminium begint te smelten bij een relatief lage temperatuur van 660 graden Celsius. Dit is een lichtgewicht, ductiel en goedkoop metaal dat niet oxideert of roest en daarom veel wordt gebruikt bij de vervaardiging van serviesgoed. De temperatuur is 1539 graden. Dit is een van de meest populaire en betaalbare metalen. Het gebruik ervan is wijdverbreid in de bouw- en auto-industrie. Maar vanwege het feit dat ijzer onderhevig is aan corrosie, moet het extra worden verwerkt en bedekt met een beschermende laag verf, drogende olie of voorkomen dat er vocht binnendringt.

Vuurvaste metalen

De temperatuur van vuurvaste metalen ligt boven de 1600°C. Dit zijn wolfraam, titanium, platina, chroom en andere. Ze worden gebruikt als lichtbronnen, machineonderdelen, smeermiddelen en in de nucleaire industrie. Ze worden gebruikt om draden en hoogspanningsdraden te maken en worden gebruikt om andere metalen met een lager smeltpunt te smelten. Platina begint over te gaan van vast naar vloeibaar bij een temperatuur van 1769 graden, en wolfraam bij een temperatuur van 3420°C.

Kwik is het enige metaal dat zich in vloeibare toestand bevindt normale omstandigheden namelijk normaal luchtdruk en gemiddelde temperatuur omgeving. Het smeltpunt van kwik is min 39°C. Dit metaal en zijn dampen zijn giftig en worden daarom alleen in gesloten containers of in laboratoria gebruikt. Een veelgebruikt gebruik van kwik is als thermometer om de lichaamstemperatuur te meten.

Na kristallisatie is het noodzakelijk om ervoor te zorgen dat de stof voldoende zuiver is. De eenvoudigste en meest effectieve methode voor het identificeren en bepalen van de zuiverheid van een stof is het bepalen van het smeltpunt ( T plm). Het smeltpunt is het temperatuurbereik waarbij een vaste stof overgaat in een vloeibare fase. Alle zuivere chemische verbindingen hebben een smal overgangstemperatuurbereik van vast naar vloeibaar. Dit temperatuurbereik voor zuivere stoffen bedraagt ​​maximaal 1–2 o C. Het gebruik van het smeltpunt als maatstaf voor de zuiverheid van een stof is gebaseerd op het feit dat de aanwezigheid van onzuiverheden (1) het smeltpunt verlaagt en (2 ) breidt het smelttemperatuurbereik uit. Een puur monster benzoëzuur smelt bijvoorbeeld in het bereik van 120-122 o C, en een licht vervuild monster - bij 114-119 o C.

Het gebruik van smeltpunten voor identificatie is uiteraard onderhevig aan grote onzekerheid, aangezien er enkele miljoenen organische verbindingen bestaan ​​en onvermijdelijk vele daarvan soortgelijke smeltpunten hebben. Echter, in de eerste plaats T De pl van de stof die bij de synthese wordt verkregen, verschilt vrijwel altijd van T pl van de uitgangsverbindingen. Ten tweede kan de techniek van “het bepalen van het smeltpunt van een gemengd monster” worden gebruikt. Als T pl van een mengsel van gelijke hoeveelheden van de teststof en een bekend monster verschilt niet van T pl van de laatste, dan vertegenwoordigen beide monsters dezelfde stof.

WERKWIJZE VOOR HET BEPALEN VAN DE SMELTTEMPERATUUR. Maal de teststof voorzichtig tot een fijn poeder. Vul een capillair met de substantie (3-5 mm hoog; het capillair moet dunwandig zijn, aan één kant afgedicht, met een binnendiameter van 0,8-1 mm en een hoogte van 3-4 cm). Om dit te doen, drukt u voorzichtig het open uiteinde van het capillair in het poeder van de substantie en slaat u periodiek het afgedichte uiteinde 5-10 keer tegen het tafeloppervlak. Om het poeder volledig naar het afgesloten uiteinde van het capillair te verplaatsen, wordt het in een verticale glazen buis (30-40 cm lang en 0,5-1 cm in diameter) op een hard oppervlak gedropt. Steek het capillair in een metalen cassette die aan de uitloop van de thermometer is bevestigd (Fig. 3.5) en plaats de thermometer met de cassette in het apparaat om het smeltpunt te bepalen.

In het apparaat wordt een thermometer met capillairen verwarmd door een elektrische spoel, waarvan de spanning wordt geleverd via een transformator, en de verwarmingssnelheid wordt bepaald door de aangelegde spanning. Eerst wordt het apparaat verwarmd met een snelheid van 4–6 o C per minuut, en 10 o C vóór de verwachte temperatuur. T pl wordt verwarmd met een snelheid van 1 à 2 o C per minuut. Het smeltpunt wordt beschouwd als het interval vanaf het zacht worden van de kristallen (het bevochtigen van de substantie) tot het volledig smelten ervan.

De verkregen gegevens worden vastgelegd in een laboratoriumjournaal.

1. Distillatie

Destillatie is een belangrijke en veelgebruikte methode voor het zuiveren van organische vloeistoffen en het scheiden van vloeistofmengsels. Deze methode omvat het koken en verdampen van een vloeistof en vervolgens het condenseren van de damp tot een destillaat. De scheiding van twee vloeistoffen met een kookpuntverschil van 50–70 o C of meer kan worden bereikt door eenvoudige destillatie. Als het verschil kleiner is, is het noodzakelijk om gefractioneerde destillatie op een complexer apparaat toe te passen. Sommige vloeistoffen met hoge kookpunten ontleden tijdens destillatie. Naarmate de druk echter afneemt, neemt het kookpunt af, waardoor hoogkokende vloeistoffen kunnen worden gedestilleerd zonder ontleding in een vacuüm.

Staal is een legering van ijzer waaraan koolstof is toegevoegd. Het belangrijkste voordeel bij de constructie is sterkte, omdat het een stof is lange tijd behoudt volume en vorm. Het hele punt is dat de deeltjes van het lichaam zich in een evenwichtspositie bevinden. In dit geval zijn de aantrekkende en afstotende krachten tussen de deeltjes gelijk. De deeltjes bevinden zich in een duidelijk gedefinieerde volgorde.

Er zijn vier soorten van dit materiaal: normaal, gelegeerd, laaggelegeerd, hooggelegeerd staal. Ze verschillen in het aantal additieven in hun samenstelling. De gebruikelijke bevat een kleine hoeveelheid en neemt vervolgens toe. De volgende additieven worden gebruikt:

• Mangaan.
• Nikkel.
• Chroom.
• Vanadium.
• Molybdeen.

Smelttemperaturen van staal

Onder bepaalde omstandigheden vaste stoffen smelten, dat wil zeggen, in een vloeibare toestand veranderen. Elke stof doet dit bij een bepaalde temperatuur.

• Smelten is het proces waarbij een stof van een vaste naar een vloeibare toestand overgaat.
• Smeltpunt is de temperatuur waarbij een kristallijne vaste stof smelt en in vloeibare toestand verandert. Aangeduid met t.

Natuurkundigen gebruiken een specifieke tabel voor smelten en kristallisatie, die hieronder wordt gegeven:

Op basis van de tabel kunnen we gerust zeggen dat het smeltpunt van staal 1400 °C is.

Roestvast staal is een van de vele ijzerlegeringen die in staal voorkomen. Het bevat 15 tot 30% chroom, waardoor het roestbestendig is, waardoor er een beschermende laag oxide op het oppervlak ontstaat, en koolstof. De meest populaire merken van dit type zijn buitenlands. Dit zijn de 300e en 400e serie. Ze onderscheiden zich door hun sterkte, weerstand tegen ongunstige omstandigheden en ductiliteit. De 200-serie is van mindere kwaliteit, maar goedkoper. Dit is een gunstige factor voor de fabrikant. De samenstelling werd voor het eerst opgemerkt in 1913 door Harry Brearley, die veel verschillende experimenten met staal uitvoerde.

Momenteel is roestvrij staal verdeeld in drie groepen:

• Hitte bestendig- bij hoge temperaturen heeft een hoge mechanische kracht en duurzaamheid. De onderdelen die ervan worden gemaakt, worden gebruikt in de farmaceutische, raket- en textielindustrie.
• Roestbestendig- heeft een grote weerstand tegen roestprocessen. Het wordt gebruikt in huishoudelijke en medische apparaten, maar ook in de machinebouw voor de vervaardiging van onderdelen.
• Hitte bestendig- is bestand tegen corrosie bij hoge temperaturen, geschikt voor gebruik in chemische fabrieken.

Het smeltpunt van roestvrij staal varieert afhankelijk van de kwaliteit en het aantal legeringen van ongeveer 1300 °C tot 1400 °C.

Gietijzer is een legering van koolstof en ijzer en bevat onzuiverheden van mangaan, silicium, zwavel en fosfor. Bestand tegen lage spanningen en belastingen. Een van de vele voordelen zijn de lage kosten voor de consument. Er zijn vier soorten gietijzer:

De smeltpunten van staal en gietijzer zijn verschillend, zoals vermeld in bovenstaande tabel. Staal heeft een hogere sterkte en weerstand tegen hoge temperaturen dan gietijzer, temperaturen verschillen maar liefst 200 graden. Voor gietijzer varieert dit getal van ongeveer 1100 tot 1200 graden, afhankelijk van de onzuiverheden die het bevat.